技校建立小型铸造实习车间的可行性及实习工艺设计

　　粤东高级技工学校在远离中心城区的北山湾进行新校区建设，目前已建立钳工、普车、数车和数控加工四座冷加工车间，如果规划建设一座小型铸造实习车间，提供铸造加工工艺的实习条件，能进一步增强我校办学优势，培养出技能全面的机械类毕业生，为广东机械企业服务。
　　一、建立铸造实习车间的可行性分析
　　1.铸造实习车间在技校的教学作用分析
　　面对技工教育，机械工艺类理论课程的教学要取得成效，最好的途径是一体化教学。机械类课程理论性很强，概念抽象，结构原理复杂，受学习能力的限制，学生听不懂现象普遍存在，课堂上虽运用多媒体技术教学，也只能在一定程度上调动学生的学习兴趣。通过带领学生到车间参观铸造生产的工艺过程，组织现场教学，使缺乏实践经验的学生在感性认识基础上，学习铸造工艺的理论知识，从而达到理论课教学的目的和教学的效果。
　　粤东的技校和职中只重视钳工，普车普铣、数车、数铣、加工中心等冷加工工艺的实习教学，长期忽视、甚至没有开办铸造、焊接、热处理等热加工工艺的实习教学。而在机械生产中，从下料―毛坯―零件―设备的工艺过程中，冷加工和热加工是缺一不可的，其中毛坯生产中铸件占有比例约在50%以上，零件热处理高达70%以上，中等规模以上的机械厂都有自己的铸造和热处理车间。建立铸造实习车间，能够为机械类学生提供熔炼工艺、造型工艺、模具设计工艺、热处理工艺的实习场所，进行铸造等热加工的实习教学，增大学生技能的培养力度和广度，只有这样，才能培养出技术全面的机械产业工人。
　　从理论和实习教学的作用考虑，在校区建立铸造实习车间是必要的。
　　2.铸造实习车间对环境影响的分析
　　铸造实习车间的生产任务和教学任务，决定了其生产性质为小批量生产。造型工部的旧砂和新砂混制是有规定的湿度要求，造型过程是小规模手工填砂舂砂，引起的尘埃污染程度很小；熔炼工部每月开炉的次数和容量吨位都较少，烟气排放污染小；清理工部和旧砂再生会有一定的噪声和尘埃污染，但铸件一般是简单件且数量少，旧砂再生量小，铸件清理工作量小，污染程度也不大。可以采用中频电炉熔炼设备和采用部分金属型铸造工艺，从而大大减少烟尘的污染。以上分析，从环境方面考虑在校区建立铸造实习车间是可行的。
　　3.铸造实习车间的经济效益分析
　　铸造实习车间的教学任务，决定了它不是以生产产品为盈利目的，而是以培养学生技能为目的。校办铸造实习车间，由于是手工作业为主，除需配套中频感应电炉和电动单梁悬挂起重外，其他设备投入较少，所需建设资金远比机加工车间少。日常的实习教学运作费用也不高，原材料大部分能循环利用，只需补充极少的原材料和辅料，同时可以为冷加工实习生产铸件毛坯。每学期按八个教学班进行钳工实训，每生一块毛坯进行錾削、锯削和锉削加工训练，需要消耗500件铸铁毛坯（尺寸100×100×120），约4吨；按六个教学班进行普铣、数铣和加工中心实训，每生每工种三块铸造铝合金毛坯进行加工训练，需要消耗3240件铸造铝合金毛坯（尺寸100×120×50），约5吨重量。毛坯的铸造可以通过回收切屑和补充部分铸锭生产，既能为学生提供铸造实习条件，又能为冷加工实习提供毛坯，降低整体机械加工实习的成本。以上分析，从经济方面考虑在校区建立铸造实习车间是可行的。
　　二、铸造实习车间设备选择和实习工艺设计
　　1.实习生产纲领
　　车间主要承担机械类学生理论和实习教学任务，考虑学校的实际情况，每两周安排一个教学班进行实习，熔炼工艺和造型工艺各一周。另外冷加工实习车间每学期所需的普通灰口铸铁毛坯4吨和6吨铸造铝合金毛坯，可采用合格的学生实习产品。铸件都是简单小件，铸铁件单重约10kg，铸铝件单重约1.6kg，铸造工艺较简单。
　　2.铸造实习车间主要设备选择
　　车间厂房按18m×48m面积、层高7.2m钢构设计，屋顶安装轴流风机，利于车间的通风换气，安装1t电动单梁悬挂起重机（地操），用于起吊铁水包浇注操作。车间布置的主要组成是熔化工部和造型工部。根据实习生产纲领和生产经验，熔化工部选用2套容量为0.25t中频感应电炉熔炼，1套用于铸铁熔炼，1套用铸铝熔炼，采用闭式循环水冷却，减少用水量和污水排放，增设可转动吸尘罩收集熔炼产生烟尘至户外喷淋处理，尽量减少环境污染。电炉熔炼相对传统的冲天炉熔炼，工艺简单、稳定，可以减少环境污染，且劳动强度较低。造型工部铸铁件采用粘土砂造型，按每箱2型，需要30套模样、模板、砂箱、浇冒口模，30套手工造型工具，满足一个教学班每两人一套工装。采用湿型浇注或干型浇注，后者要使用烘干设备烘干，冷却清理后，铸件需要使用轨式电阻热处理炉进行退火处理，以降低硬度和消除热应力，才能作为机加工实习毛坯；铸铝件采用金属型铸造，按浇注冷却操作周期为0.5h，需要10套模，铸件尺寸50×120×1650，铸件出模后锯切成50×100×120小块，作为机加工实习毛坯。
　　3.铸造实习工艺实习方案（见下表）
　　 三、铸造实习生产的安全管理要求
　　车间影响安全卫生的场所和设备主要是中频炉熔化铁水产生高温和散发烟尘，带电设备的机械伤害，电器安全，旧砂再生和铸件清理过程中产生的粉尘。因此，车间应保持照明、通风良好，用电设备状态正常、接地良好，消防设施齐全。
　　学生进入车间要进行安全培训，严格各设备的安全操作规程和明确存在的各种安全隐患。中频炉熔炼过程学生要佩带防护服、墨镜、防烫手套，所有与铁水有直接接触的工装和物品都必须进行烘干预处理，并有指导老师现场管理指导。吊车吊运时有音响警示，并不准下面有人行走和停留。浇注过程要保持通道畅通，地面无积水，无关人员远离现场，严防铁水跑冒伤人。
　　高度重视铸造实习的安全管理，实行有效的安全管理措施。
　　总之，建立校内小型铸造实习车间，进行铸造工艺实习教学，能填补粤东技校机械类热加工实习教学的空白，促进机械知识和技能实习的教学。并能提供机加工实习毛坯，降低机加工实习的成本。若此项目能投入建设，还需进行详细的设计。
　　（作者单位：广东省粤东高级技工学校）
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